石材病變與損壞的問題詳解——上海保潔公（gōng）司【格瑞戴西】培訓資料

本文重點闡（chǎn）述的是石材護理，主要針（zhēn）對的就是建築裝飾石材。石材的裝飾性能（néng）的優劣（liè）,主要是由石材的顏（yán）色、光（guāng）澤、表麵花紋和可拚（pīn）接性圖案來決定的。石材的損壞、汙染及（jí）病變 直接影響了石（shí）材的裝飾（shì）性能，如（rú）何進行有效的護理，增強石材（cái）的裝飾性能，必須（xū）要先了解石材損壞的原因。

石材具有吸水機製

1.     石材的結構構造

從材料學的（de）角（jiǎo）度將石（shí）材簡（jiǎn）單分（fèn）為（wéi）膠結料、集料和孔隙三部分，即石材是由膠結料、集料和孔隙三部分組成。其中重要膠結料包括碳酸鹽（如CaCO3)、硫酸鹽（如CaSO4)、矽酸 鹽（如 3CaO • SiO2 • H20)、鋁酸鹽（如 3CaO • A12O3 •H20)、鐵鹽（如 4CaO • A12O3 • Fe2O3•&())等，重要集料包括石英（yīng）砂SiO2、石灰岩砂CaCO3、纖（xiān）維、玻璃纖維、輕（qīng）集料（liào）、 黏土、陶粒、珍珠岩等，孔隙包括微孔隙（r<10_7m)、毛（máo）細孔隙（10_7m<r<10_4m)、 氣孔隙(r>10'4m)o

2.     石材的孔隙

石（shí）材內部的孔隙多種多樣，孔隙的（de）大小（即孔（kǒng）徑）由小到大可分為微孔（kǒng）隙、毛細孔隙（xì）和氣孔隙。

空隙的形（xíng）狀（zhuàng）可（kě）分為貫穿性孔隙、氣（qì）孔隙和憎水性氣孔隙、和氣孔隙連接的毛細孔隙、封 閉性孔隙、盲孔隙（xì）、瓶頸式孔隙以及（jí）連接孔隙等。石材孔（kǒng）隙係統示意圖見（jiàn）圖2-4-1。

3.     石材吸（xī）水機製

石材的吸水機製與（yǔ）石材的孔隙密（mì）切相關，石材孔隙的直徑決定了石（shí）材吸水機（jī）製。石材液 態水的吸收機製（zhì）是主動式自願充填孔隙毛細水和被迫充填孔隙滲流水。而石材氣態水的吸（xī）收機製是當（dāng）空氣相對濕度（dù）達100%時的凝結作用，空氣相對濕度< 100%時的（de）毛（máo）細凝結作用， 以及空氣相對濕度>50%時的吸濕作用（和石材鹽含量有關（guān））。由於石材存在著（zhe）多種孔隙（xì），所以石材會吸收多（duō）種狀態的水，如液態水和氣態水，還會以不（bú）同形式吸收，如主動式的（de）和被 動式（shì）的。石材吸水機製和孔隙關係如表2 -4 -5。

表2-4-5吸水機製和孔隙關係

孔隙直（zhí）徑（米）

從上表中可以看出，石材吸水是隨著石材孔徑由小變大而由兩種模式到四種模式，石材 吸水難易程度（dù）由難到易。而影響石材的吸（xī）水多少（shǎo）即（jí）吸水（shuǐ）率，主（zhǔ）要與石材的孔（kǒng）隙率、孔徑的大 小、孔隙的形態等因素有關（guān）。如石材的孔隙率高，石（shí）材的吸水率就高。石材（cái）孔隙的直徑大， 石材吸水的機率就大（dà），且速度快。石材貫穿（chuān）性孔隙發育好，石材（cái）從（cóng）背麵（miàn）及側麵吸水的機率就 大，但幹燥的速度（dù）也快。石材的氣孔隙、和氣孔隙連接的（de）毛細孔隙、盲孔隙、連接孔隙發（fā）育 好，石材的吸水機率及吸水量就大（dà）。

石材吸水後的病害

水是（shì）石材最主要的病害或（huò）誘因，石材由於吸收水會產生凍融病害、水力膨脹與收縮、微 生物附生、水溶性汙染物的汙染等。石材由於吸收水及溶於水中的有害物質（水溶性鹽及 氣（qì）體）會產生鹽結晶病害、鹽水解病害及提高了由於吸濕作用而產（chǎn）生的（de）平衡水蒸汽含量, 還會產生（shēng）凍融鹽（yán）病害以及由於膠（jiāo）結料化學轉變形成可溶性鹽而減少膠結料含量等病害。

產生（shēng）石材病變的原因

使石材產生（shēng）各種病變的原因很多（duō），歸納起來主（zhǔ）要有如下幾個方麵：

(一）從（cóng）辯證的觀點來分

從辯證的觀點來分，產生石（shí）材病變的主要原因可分為內因和外因。所謂內因，即石材的 內部結構構造和化學成分引（yǐn）起的變化；所謂外因，即開采加工方法、安裝施工工藝及使用環（huán）

境等因素的影響。

來自石材內部的原因

石材的內部結構構造：石材天然存在的微裂紋和孔隙

花崗石（火成岩）主要由（yóu）石英、長石和雲母等組成，其凝固點分別為1723T、 1100T和9001左右，當岩漿凝固成岩石時，會（huì）發生相的分裂，自然（rán）形成顆粒和孔隙結構。

大理石（沉積（jī）岩和（hé）變質（zhì）岩）在地質沉積和重結晶時形（xíng）成的顆粒和孔隙（xì）。

其他天然石材大部分都有（yǒu）類似的顆粒和孔隙結構。

石材（cái）的微裂紋和孔隙結構是產生多種石材病變的主要原因。因為石（shí）材中天然存（cún）在（zài）的這種 微裂（liè）紋和孔隙結構，天長日久會吸附空氣中的細小塵埃（āi）和汙物，通過毛細作用而慢慢滲入石 材內部，從而（ér）大大地（dì）降低了石材的（de）裝飾性能和使用壽（shòu）命。石材顆粒越小，孔隙（xì）率越高，毛細 滲透（tòu）作用和表麵吸附作用就越強。

相對複雜的化學成分（fèn）

石材的成分比較複雜，有些（xiē）成分化學性質不穩定，容易與外界環（huán）境（jìng）的物質發生作用，使 石材產生侵蝕或變異現象。

石材的含鐵量與（yǔ）鏽（xiù）黃斑（bān）有直接關係：石材一（yī）般都不同（tóng）程度地含有鐵的成分（鐵元素 在地殼中的（de）平均含量為4. 2%),受到潮氣的侵蝕會產生鏽黃。石材中（zhōng）的（de）含鐵量越高，鏽黃（huáng） 越容易產生。

石材的鈣質成分（大理石、白雲石、灰岩等）與吐粉和起殼剝落等現（xiàn）象直接有關： 大多（duō）數天然大理石的主要成分為碳酸鹽，如碳酸鈣和碳酸（suān）鎂，還有少量的（de）堿性氧化物。碳酸 鈣和碳酸鎂（měi）是（shì）相對比（bǐ）較穩定的化（huà）合物，但某些堿性氧（yǎng）化物的化學性質不穩定，在潮（cháo）濕的環境（jìng） 下，易與空氣中的酸性氧化物如二氧化碳（tàn）、二氧化硫、三氧化（huà）硫、二（èr）氧（yǎng）化氮等發生（shēng）化學反應 而改變大理石內部的物理結構，輕者會使石材表麵（miàn）失去光澤，甚至顏色（sè）褪變，出現斑痕（hén），重 者會使天然石材硬度下降，表麵風化剝落。

矽酸鹽礦物容易遭到堿性物質的破壞，而碳酸（suān）鹽礦物極易（yì）遭到酸性物質的腐蝕。

來自石材（cái）外部（bù）的原因

產生石材（cái）病變的外部原因很（hěn）多，如開采加（jiā）工和儲運過程中維護不當、安裝石（shí）材所用（yòng）的粘 結材料的影（yǐng）響和自然環境（jìng）因素等。

開采加工的影響

如石材的裂紋可能（néng）與（yǔ）開采方法不當有關；加工所用的鐵質工具（jù）也可能為（wéi）石材產生鏽黃留 下隱患，不適當的石材冷卻（què）液或許會汙染（rǎn）石材。

儲運（yùn）過程的影（yǐng）響

儲運過程中如果維護不當，所用包（bāo）裝材料也會使石材產生鏽斑及草繩黃等汙染。

安裝（zhuāng）施工工（gōng）藝和粘結（jié）材（cái）料的（de）影響

如（rú）果安裝石材時采用水泥砂漿粘貼的濕貼法施工（gōng），則水泥中的堿性可（kě）溶性物質會因 雨水的侵蝕而沿著石材的毛細孔滲出到表麵，而堿（jiǎn）性化合物如（rú）Ca(OH)2、Mg(OH)2等會與 空氣中的氧化物如CO2、SO2、SO3等發生化學反應（yīng），生成CaCO3、CaSO4在石材表麵（miàn）結晶， 形成鹽析泛堿現象。

由於水泥水（shuǐ）化後生成的某些鹽（yán）類（lèi）具有吸濕性，滲人石材後會吸收空氣中的（de）水分（fèn）而在 石材表麵形成水（shuǐ）斑，嚴重（chóng）影響美觀。

使（shǐ）用不當的粘貼材料，如某些（xiē）石材（cái）粘貼（tiē）膠，也可能使石（shí）材產生黃變。

環境因素的影響

環（huán）境因素包括環境（jìng）汙染、酸雨侵蝕及冰凍破壞等。自然環境（jìng）中受汙染的空氣、酸雨和（hé）其 他一些人為的汙染物都會對（duì）石材造成汙染和腐蝕。另（lìng）外，冰凍破壞也是一個不可忽視的環境 因素，因石材都具有吸水性（即使是采用幹掛施工的石（shí）材），在寒（hán）冷的冬天，因冰凍而加速 其風（fēng）化過程，使其強（qiáng）度（dù）降低，不僅影響使用壽命，而且還會威（wēi）脅到人身安全。

石材內部發生的各種化學反應（yīng）或物理（lǐ）作用幾乎都與水有關（guān），盡管純淨穩態的水不會破壞 石材，但水往往是其他破壞因素的媒介。

(二）從病變（biàn）原理來分

化學原因

石（shí）材內部的元素與外界環境中的氧氣、雨水、SO2、so3、co2等物質（zhì）發生化學反應。

物理原因

施（shī）工中的油漬、塗料、果汁等（děng）色素汙染及使用中（zhōng）的凍損（sǔn）。另外，石材在被開采加工前（qián）， 處於封閉隔絕空氣的狀態，在（zài）被開采加工後（hòu），自然環境發生變化，石材中的部分物質（zhì）會失去 結晶水（shuǐ）而變得幹燥、褪（tuì）色。

生物原因

在存儲及使用過程（chéng）中的苔（tái）癬、地衣（yī）等生物生長。

常見石材損壞原因

自然風化

天然（rán）石材長期處於大氣中，在自然生態環境（jìng）中受雨水及空（kōng）氣中（zhōng）的氮氧化合物、亞硫酸、 氯化銨、二氧化碳等化學物質凍融循環，再因雨水及陽光紫外（wài）線的照射等過程，經過一段時 間會自然氧化損壞，嚴重者甚至會導致褪色（sè）、脫落、開裂、粉化、析白、麻麵等現象。

表麵粗糙、粉狀

空氣中的二氧化硫與水作（zuò）用生（shēng）成亞（yà）硫酸（suān），亞硫酸與大理石中碳酸鹽反應生成硬度較低、 易溶於水的多（duō）水硫酸鈣（CaSO4nH2O)，從而（ér）使石材表麵呈粉狀、粗糙。

表麵泛黃、變色

不同色澤的石材中含有不同的金屬離子（zǐ），其（qí）與水、空氣接觸形成不同色澤的化合（hé）物，與 石材結構在一起（qǐ），很難清除：氧化鐵——黃色、鏽斑（bān）；堿式碳酸銅——綠色；硫化物—— 黑色。

鹽（yán）類晶化

這種現象主（zhǔ）要是因為（wéi）屬強（qiáng）堿性（xìng）的水泥與大氣中的酸性溶液反應（yīng）而成碳酸鈉溶液，通過石 材的毛孔滲出到（dào）石材表麵後，與含有碳酸的潮氣進行中和反應，生成鹽類溶液，溶液中的（de）水 分揮發後，就形成鹽類晶化，一遇雨天、陰濕天氣或大氣中水分含量高的天氣，就會在（zài）石（shí）材 表麵大麵積的出現遇水溶解的（de）現象（xiàng）。

凍融破裂

此類（lèi）現（xiàn）象主要是因為（wéi）石材內部的毛細孔和裂隙吸收了水分遇（yù）冷結冰所致，因為液態水結 冰後，體積膨賬11%左右，這樣就對石材內部產（chǎn）生很大的壓力，而脹裂石材。多孔的石材 在冬季惡劣的（de）氣（qì）候條件下更易發生這類情況。

黴（méi）化、藻化

該現象主要發生在石材內部水分和有機物質含量高的部位，它會直接導致石材變色，降 低石材的強度和使用壽命。

空洞（dòng）、坑窩（wō）

空洞一（yī）般是晶洞，也可是易溶礦物溶解後形成的砂眼、砂槽、坑窩，還（hái）可（kě）是層狀礦物或 石英顆粒，因它們與周圍礦物質硬（yìng）度不（bú）同，在使用或日常磨損過程（chéng）中，易剝落，形成凹坑， 影響石材的美觀與強度。

人為損壞

使用強酸堿清潔劑作為日常石材清潔劑。因石材耐酸、堿度較低，容易腐（fǔ）蝕，使（shǐ） 用強酸堿清（qīng）潔劑會使石材表麵失去光澤，常見於裝修完工清理及日常清理工作。

硬物的碰撞及刮花。由於石材硬度較低，容易受硬物損壞，如鋪於大堂（táng）中的石材（cái）, 通過客人把大（dà）量的泥（ní）沙帶進大堂，因沙粒的硬度比石材硬度高出許多，沙粒在人體的重（chóng）力作 用下與地麵反複（fù）摩擦，很容易刮花其表麵。

液體汙（wū）染。由於石材普遍具有吸水性，而石材在新安裝（zhuāng）前，底（dǐ）部沒有作好防水處 理，麵部沒有作防汙處理，一些有色液體很容易（yì）通過底部或麵部滲人。

石材病症產生過（guò）程

石材病症產生於石材生產（chǎn）及使（shǐ）用的全過程。

開采過程：開采過程可能（néng）產生暗（àn）裂等病症。

加工過程：加工過程可能產生變色、鏽（xiù）斑、油漬（zì）汙染等（děng）病症。

運輸過程（chéng）：運（yùn）輸過程可能（néng）產生色素汙染、鏽跡等病症。

施工過程（chéng）：施工（gōng）過程可能產生水斑、鏽黃、油漬、油漆汙染等病症。

使用過程（chéng）：使用（yòng）過程可能產生（shēng）水斑、白華（huá）、鏽斑、色素汙染、苔癖、風化、凍損、 變色、失光、剝落等病症（zhèng）。